Inscription of 3D waveguides in diamond using an ultrafast laser
利用超快激光加工技术在金刚石基体中制作了三维波导。在激光的焦点体积内的高强度导致金刚石分解成石墨相，从而导致相邻区域中的应力诱导的折射率变化。因此，在两个相邻的石墨轨道之间能够实现II型波导，但仅支持单个偏振态。我们表明，在激光加工过程中的自适应像差校正允许控制制造更复杂的结构下的金刚石的表面，可用于3D波导分离器和III型波导，支持两种偏振。
2016-07-28 physics.optics
Diamond photonics platform enabled by femtosecond laser writing
我们展示了第一个埋在钻石光波导使用聚焦飞秒激光脉冲。氮空位中心的性质在波导中被保留，使它们有希望用于金刚石基磁力计或量子信息系统。
2016-10-21 physics.optics
NV$^{-}$ Diamond Laser
首次在光泵金刚石样品中实现了NV $^{-}$中心的激光发射。使用纳秒训练的150 ps 532 nm激光脉冲来泵浦样品。激光脉冲的中心波长为720 nm，谱宽为20 nm，脉宽为1 ns，总能量约为10 nJ。在泵浦-探测方案中，我们研究了高功率激光脉冲泵浦金刚石晶体时，由于NV $^{-}$电离和NV $^{0}$浓度增长引起的激光条件和增益饱和。
2021-03-05 physics.optics
Femtosecond laser inscription of Bragg grating waveguides in bulk diamond
采用飞秒激光在金刚石衬底上写入布拉格光栅波导。II型波导集成有朝向波导芯边缘定位的单脉冲逐点周期性激光修改。这些光子器件，在电信波段工作，允许同时进行光波导和窄带反射从第四阶光栅。这种制造技术为一系列应用开辟了先进的钻石3D光子网络的道路。
2017-09-01 physics.optics
On-Chip Diamond Raman Laser
合成单晶金刚石最近已成为一个有前途的平台，拉曼激光器在异国情调的波长，由于其巨大的拉曼位移，大的透明度窗口和优异的热性能产生了大大增强的数字的优点相比，传统的材料。到目前为止，金刚石拉曼激光器已经实现了使用散装板放置在宏观腔，需要仔细对齐，并导致高阈值功率（~W-kW）。在这里，我们展示了一个完全集成的，高品质因数，钻石赛道微谐振器嵌入在二氧化硅的基础上的片上拉曼激光器。在电信波长泵浦下，我们显示斯托克斯输出在约2 μm的约100 nm带宽上可离散调谐，输出功率>250 μW，将金刚石拉曼激光器的功能扩展到中红外光谱边缘的一个有趣的波长范围。在一个紧凑的集成光学平台上，在馈电波导中仅用~85 mW泵浦阈值功率进行连续波操作，并在~7.5 GHz范围内进行连续无跳模调谐。
2015-09-01 physics.optics
Gain-Embedded Meta Mirrors for Optically Pumped Semiconductor Disk Lasers
提出并分析了一种利用亚波长光栅反射器结合光学增益的有源反射镜结构。该结构被设计成直接结合到热衬底（例如金刚石）以有效地散热。我们提出的光波传播和热输运分析表明，这种结构是非常适合的光泵半导体盘激光器的功率缩放到多千瓦CW功率操作。
2018-12-10 physics.app-ph physics.optics
Widely-tunable, doubly-resonant Raman scattering on diamond in an open microcavity
基于块状金刚石的拉曼激光器是用于在没有普通激光二极管可用的波长范围内产生相干光的有价值的资源。然而，这种激光器的广泛使用受到其几瓦量级的高阈值功率要求的限制。使用芯片上的微谐振器，一个显着的减少超过两个数量级的激射阈值已被证明。然而，这些谐振器缺乏连续的调谐机制，并且主要由于制造限制，它们在可见光中的实现仍然难以捉摸。在这里，我们提出了一个钻石拉曼激光器在可见光的平台。该器件是基于一个小型化的，开放式的法布里-珀罗腔。我们的微腔提供了宽调谐双共振增强拉曼散射的高品质单晶金刚石。我们证明了一个$>$太赫兹连续调谐范围的双共振拉曼散射，范围仅限于反射阻带的镜子。基于实验确定的品质因数超过$300\,000$，我们的理论分析表明，与现实的改进，亚毫瓦阈值是很容易达到的。我们的研究结果铺平了道路，创造一个通用的低功率移频器，一个潜在的有价值的除了非线性光学工具箱。
2021-10-12 physics.app-ph physics.optics
Femtosecond laser written diamond waveguides - a step towards integrated photonics in the far infrared
首次演示和完整的表征金刚石中的中红外波导的详细报告。设计了2.4 μ m和8.6 μ m两种波导，并利用2.4 μ m飞秒脉冲在波导和体衬底中的传播，分析了它们的群速度色散。总色散被发现是占主导地位的散装材料，而不是波导，是在275 fs 2/mm的范围内，表明飞秒激光写入金刚石修改引入可忽略不计的扰动的内在材料。
2018-06-28 physics.optics
Laser threshold magnetometry using green light absorption by diamond nitrogen vacancies in an external cavity laser
金刚石中的氮空位（NV）中心最近吸引了相当大的兴趣用于量子传感，有望提高从物理学到生物医学的应用的灵敏度。传统的传感方案涉及在绿色激光和微波照射下监测来自NV中心的红色荧光的变化。由于来自NV三重态发射的强荧光背景和输出中任何变化的低相对对比度，灵敏度受到高光学散粒散粒噪声水平的严重限制。在这里，我们提出了一种避免这个问题的方法，通过使用通过金刚石的绿色泵浦吸收的变化作为半导体外腔激光器接近激射阈值运行的一部分。我们表明，理论上的灵敏度磁场的pT/sqrt（Hz）的水平上是可能的，使用具有最佳密度的NV中心的金刚石。我们讨论的物理要求和限制的方法，特别是放大的自发发射阈值附近的作用，并探讨现实的实现，使用当前的技术。
2021-01-22 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Diamond Brillouin Lasers
通过受激布里渊散射（SBS）实现的光与声波之间的相干相互作用是在GHz频率下操纵光的基本工具。它的窄带和噪声抑制特性最近使微波光子功能的集成器件的硫系玻璃，二氧化硅和硅的基础上。金刚石具有更高的声学和带隙频率以及优异的热性能，有望提高频率，带宽和功率;然而，制造具有与布里渊频移匹配的谐振的低损耗光学和声学引导结构目前具有挑战性。在这里，我们使用强烈的腔增强拉曼产生驱动金刚石布里渊激光器没有声学指导。我们的多功能配置-自由空间布里渊激光器的首次演示-在71 GHz斯托克斯频移上提供数十瓦的连续布里渊激光输出，用户可在单斯托克斯和布里渊频率梳输出之间切换。这些结果为高功率、高相干激光器和布里渊频率梳打开了大门，也是迈向片上金刚石SBS器件的重要一步。
2018-06-30 physics.optics
An integrated diamond Raman laser pumped in the near-visible
利用高Q值金刚石微谐振器（Q > 300，000）与高功率直写掺杂玻璃波导的接口，我们在近可见光泵浦的集成平台中演示了拉曼激光器。在120 mW泵浦功率下，拉曼激光阈值低至20 mW，斯托克斯功率超过1 mW。斯托克斯发射在875 nm波长附近的150 nm（60 THz）带宽上调谐，对应于中心频率的17.5%。
2017-12-12 physics.optics
Polarized micro-Raman studies of femtosecond laser written stress-induced optical waveguides in diamond
理解飞秒激光写入引起的折射率调制的物理机制对于定制所得到的光波导的性质至关重要。在这项工作中，我们采用偏振拉曼光谱研究应力诱导波导的金刚石，产生飞秒激光写入的起源。由飞秒激光在晶体中引起的折射率的变化来自于在波导中测量的应力。这一结果有助于解释波导偏振敏感波导的工作机理，并为优化波导偏振敏感波导提供了技术手段。
2018-01-18 physics.optics
Dispersion management of a nonlinear amplifying loop mirror-based Erbium-doped fiber laser
研究了具有两个输出端口的九字形腔结构中通过非线性放大环镜锁模的全保偏铒光纤振荡器的色散管理。在净腔色散范围为-0.034 ps2至+0.006 ps2内研究了激光器的性能。我们表明，在两个数字九输出的脉冲的频谱和时间相位有明显不同的特点。其中一个激光输出提供了质量明显更好的脉冲;尽管如此，抑制输出也提供了具有宽光谱的超短脉冲。脉冲短至79 fs的能量为83 pJ直接从激光器中产生的近零色散制度。
2020-11-26 physics.app-ph physics.optics
Continuous-wave nitrogen-vacancy diamond laser system assisted by a red diode laser
本文展示了首个连续波氮-空位色心激光系统，通过构建包含NV-金刚石介质和腔内减反射涂层二极管激光器的双介质激光腔来补偿固有损耗，实现了清晰的激光阈值和线宽变窄，为相干磁测量方法取得重大进展。
2023-06-24 physics.optics quant-ph
Monolithic Multifocal Diamond Metalens for High-Power Laser Systems
Westlake University（西湖大学）；Westlake Institute for Optoelectronics（西湖光电研究院）；Moldnano (Hangzhou) Technology Co., Ltd.（模纳（杭州）科技有限公司）；Shenzhen Technology University（深圳理工大学）；Westlake Instruments (Hangzhou) Technology Co., Ltd.（西湖仪器（杭州）科技有限公司）
研究高功率激光系统中多光束处理问题，通过单片多焦点金刚石超透镜实现，该超透镜利用纳米柱产生焦点，具有高热稳定性和功率耐受性，在激光辐照下表现优异，拓宽了透射超光学工作范围。
2026-07-29 physics.optics
On-chip single-photon subtraction by individual silicon vacancy centers in a laser-written diamond waveguide
在单光子水平上修改光场是即将到来的量子技术的关键挑战，并且可以通过集成量子光子学以可扩展的方式实现。激光写入金刚石光子学提供了与光纤技术相匹配的三维制造能力和大模场直径，但限制了单发射器水平的协同性。为了实现大的cooperativities，我们结合激发单个浅注入硅空位中心通过大数值孔径光学检测辅助激光写入II型波导。我们证明了单发射器消光测量与协同系数为0.153和β因子为13%，产生15.3%作为一个单一的发射器的量子效率的下限。共振光子的传输揭示了从准相干场中减去单光子，导致超泊松光统计。我们的架构使单量子级光场工程在一个集成的设计，可以在三维制造，并与光纤阵列的自然连接。
2021-11-02 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Infrared laser magnetometry with a NV doped diamond intracavity etalon
我们提出了一种混合激光系统，它由半导体外腔激光器和腔内掺氮空位色心的金刚石标准具组成。我们认为激光发射调谐到红外吸收线，增强下的磁场依赖的氮空位电子自旋共振，并表明这种架构导致一个紧凑的固态磁强计，可以在室温下操作。由输出激光束的光子散粒噪声限制的对磁场的灵敏度被估计为大约$250~\mathrm{fT/\sqrt{Hz}}$。与通常的NV中心红外磁强计不同，这种方法不需要外部频率稳定的激光器。由于所提出的系统依赖于激光阈值和腔内吸收之间的竞争，这种基于激光的光学传感器可以容易地适应于各种各样的物理系统。
2018-10-18 physics.optics quant-ph
Nitrogen-vacancy defect emission spectra in the vicinity of an adjustable silver mirror
固态量子辐射的光发射器是利用量子力学定律的新兴技术的重要组成部分。对于许多固态系统，由于其相对高的折射率，从主体材料中提取光子的效率较低。在这篇文章中，我们实验研究的发射光谱的一个系综的氮空位缺陷植入约8纳米以下的平面金刚石表面和附近的平面银镜。扫描金刚石和镜子之间的距离，我们观察到光谱发射功率的增强高达3倍。我们构建了一个模型的基础上，经典的偶极子和阐明的意见所造成的干扰在远场的发射器。
2020-04-16 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Photoconversion of shallow nitrogen-vacancy centers in flat and nanostructured diamond under high-power laser irradiation
金刚石中浅的、带负电荷的氮空位中心（NV-）已被提出用于高灵敏度的磁力测量和自旋极化转移应用。然而，表面效应倾向于支持和稳定不太有用的中性形式，即NV 0中心。在这里，我们报告了绿色激光照射对平坦和纳米结构金刚石表面的纳米浅NV中心的整体的影响，作为激光功率的函数，在以前没有探索的范围内（高达150 mW/μm2）。拉曼光谱，光检测磁共振（ODMR）和电荷光转换荧光检测被用来表征NV-和NV 0中心的性质和动力学。我们证明，高激光功率强烈地促进NV 0到NV-中心的光转换。令人惊讶的是，过量的NV-群体在关闭激光器之后在一百毫秒的时间尺度上是稳定的，导致浅NV-的长寿命富集。光转换的有益效果在纳米结构样品中不太明显。我们的研究结果是重要的通知样品的设计和实验程序的应用依赖于合奏浅NV-中心的金刚石。
2021-05-11 cond-mat.mes-hall physics.optics
Integrated waveguides and deterministically positioned nitrogen vacancy centers in diamond created by femtosecond laser writing
金刚石的氮空位（NV）中心是一种具有长自旋相干时间的光学活性缺陷，在高效的纳米磁学和量子信息处理方案中显示出巨大的潜力。近年来，利用飞秒激光写入技术在金刚石中成功地制备出了掩埋的三维光波导和高质量的单纳米线。然而，到目前为止，将这些技术结合起来一直是一个突出的挑战。在这项工作中，我们在量子级金刚石中制造激光写入的光子波导，这些光子波导在微米分辨率内对准单个激光写入的NV，从而实现提供确定性定位的波导耦合NV的集成平台。这种制造技术为单光子在NV之间的片上光学路由和光学集成的基于自旋的感测开辟了道路。
2018-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Two-media laser threshold magnetometry: A magnetic-field-dependent laser threshold
本研究提出双介质激光阈值磁力测量，利用NV金刚石和VCSEL补偿损耗，实现磁场相关激光阈值，灵敏度达49.07 pT/√Hz，优化后可达4.9 fT/√Hz。
2025-09-08 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Local laser heating effects in diamond probed by photoluminescence of SiV centers at low temperature
针对低激发功率下金刚石激光加热效应被忽视的问题，本研究利用SiV色心光致发光探测发现高缺陷导致局部温升，测得热导率远低于单晶金刚石，为低温金刚石热效应表征提供新方案。
2023-06-12 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Loading an Optical Trap with Diamond Nanocrystals Containing Nitrogen-Vacancy Centers from a Surface
提出了一种简单有效的在大气中将粒子装入光阱的方法。在捕获激光波长处具有高吸收性的材料，例如柠檬黄染料，被用作附着光致发光金刚石纳米晶体的介质。混合物被烧成一团空气传播的颗粒，当材料被扫到载玻片上的激光聚焦附近时。然后用用于燃烧的激光捕获颗粒，或将其转移到不同波长的第二个激光阱。成功地将金刚石纳米晶体装入陷阱的证据包括光致发光（PL）对520 nm波长的激发激光的高灵敏度和光捕获颗粒的PL光谱。该方法为研究光阱金刚石纳米晶中的氮空位中心提供了一种简便的方法。
2015-06-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Divergent effects of laser irradiation on ensembles of nitrogen-vacancy centers in bulk and nano-diamonds: implications for biosensing
金刚石中的带负电荷的氮空位中心（NV-）的集合体已经被提出用于感测磁场和顺磁剂，并且在磁共振应用中作为核的超极化的自旋序的来源。为此，强荧光纳米金刚石代表有前途的材料，具有大的表面积和密集的NV-。然而，表面效应倾向于支持不太有用的中性形式，即NV 0中心。在这里，我们研究的荧光特性和光学检测的磁共振（ODMR）的NV-中心作为激光功率的函数在强荧光散装金刚石和纳米金刚石通过纳米研磨的天然材料。在散装金刚石，我们发现，增加激光功率增加ODMR对比度，与功率依赖性增加自旋极化。令人惊讶的是，在纳米金刚石中，我们观察到非单调行为，在较高激光功率下ODMR对比度降低，这可归因于与块状金刚石相比纳米金刚石中更有效的NV-> NV。光转换，导致NV-池的耗尽。我们还研究了这一现象，在细胞培养物的内化ND在巨噬细胞。我们的研究结果表明，纳米金刚石的表面效应大大影响了NV性能，并提供了调整实验参数的指示。
2021-10-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast laser stress figuring for accurate deformation of thin mirrors
制造自由曲面镜依赖于精确的光学成形工艺，该工艺能够任意修改低空间频率高度，而不会产生较高的空间频率误差。我们提出了一个可扩展的过程，以准确地利用聚焦超快激光器产生的应力图薄镜。我们应用超快激光应力整形（ULSF）的四个薄的熔融石英镜，以纠正他们10-20 nm RMS超过28泽尼克条款，在2-3次迭代，而不会显着影响高频误差。我们测量了一个多月的镜子，发现介质涂层的镜子是稳定的，但铝涂层的镜子的稳定性是不确定的。ULSF的精度和产量与现有的确定性加工工艺相当，但ULSF不会显著影响中间空间频率误差，可以在镜面涂层后应用，并且可以使用成熟的激光加工技术扩展到更高的产量。ULSF提供了新的潜力，快速和准确的形状自由曲面镜。
2022-03-30 physics.optics
Resolution of a bent-crystal spectrometer for X-ray free electron laser pulses: diamond vs. silicon
对基于强弯曲单晶（弯曲半径小于等于10 cm）的光谱仪的分辨率函数进行了评价。它示出的分辨率是由两个参数控制，（i）所选择的反射晶体厚度的晶格间距的比率和（ii）一个单一的参数，包括晶体厚度，其弯曲半径，和所选择的晶体的各向异性弹性常数。金刚石由于其独特的弹性特性，可以提供比硅高得多的分辨率。研究结果为硬X射线自由电子激光源弯晶谱仪的参数优化提供了依据。
2020-08-25 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Simultaneous compression and characterization of ultrashort laser pulses using chirped mirrors and glass wedges
提出了一种基于啁啾镜和玻璃光楔压缩器的超短激光脉冲相位反演方法。它使用压缩系统本身作为诊断工具，从而无需使用补充诊断工具。我们使用这种技术来压缩和表征7.1 fs的激光脉冲从超快激光振荡器。
2011-10-13 physics.optics
Low charge-noise nitrogen-vacancy centers in diamond created using laser writing with a solid-immersion lens
本文报道了固体浸没透镜（SIL）促进脉冲激光诱导金刚石中氮空位（NV）中心的产生。SIL使激光写入的能量低至每脉冲5.8 nJ，并允许空位形成接近金刚石表面，而不诱导表面石墨化。我们在以前未探索的制度，晶格空位产生隧道击穿，而不是多光子电离。我们提出了三个样品，其中NV中心阵列激光写入之间的距离约1 $μ$ m和40 $μ$ m从金刚石表面，所有呈现窄分布的光学线宽与平均值之间的62.1 MHz和74.5 MHz。线宽包括由用于电荷状态稳定的532 nm再泵浦激光引起的长期光谱扩散的效果，从而强调所产生的色心的特别低的电荷噪声环境。这种高质量的NV中心是采用双光子量子干涉与单独的NV中心的实际应用的优秀候选者。最后，我们提出了一个模型，从非均匀加宽的NV中心光学线宽解开功率展宽。
2021-08-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Laser writing of coherent colour centres in diamond
晶体中的光学活性点缺陷作为可以在量子信息技术中找到用途的光子系统已经获得了广泛的关注。然而，在将单个缺陷放置在所需位置（器件制造的基本要素）方面仍然存在挑战。在这里，我们报告的控制产生的单氮空位（NV）中心的金刚石激光写入。在写入光学器件中使用像差校正允许在金刚石晶体内精确定位空位，并且随后的退火在所需位置的约200 nm内产生具有高达45%成功概率的单个NV中心。通过这种方法制造的选定NV中心在低温下显示稳定的相干光学跃迁，这是创建固态量子比特分布式量子网络的先决条件。这些结果说明了激光写入作为量子技术中缺陷工程的新工具的潜力。
2016-06-16 physics.optics quant-ph
Large net-normal dispersion Er-doped fibre laser mode-locked with a nonlinear amplifying loop mirror
我们报告了一个环境稳定的，全PM光纤，掺铒，锁模激光器的中心波长为1550 nm。值得注意的是，该激光器具有大的净正常色散，使得其动力学与具有类似结构的1 μm全正常色散光纤激光器的动力学相当。该激光器是锁模与非线性放大环镜产生的脉冲是外部可压缩到500 fs。实验结果与数值模拟结果吻合较好。
2016-11-22 physics.optics
Laser stimulation of muscle activity with simultaneous detection using a diamond colour centre biosensor
在微观水平上检测生理活动是理解生物系统功能并将其与物理结构联系起来的关键。目前的传感方法通常依赖于侵入性探针来刺激和检测活动，从而承担在目标系统中引起损伤的风险。近年来，基于金刚石色心的新型生物传感器为被动、无创地对生物系统进行传感和成像提供了可能。在这里，我们使用这样的传感器的\textit{in-vitro}记录的本地磁场产生的紧密聚焦，高强度脉冲激光光遗传神经肌肉刺激的趾长伸肌肌肉。记录捕捉到一个复合动作电位反应和一个缓慢的信号成分，我们试图解释使用一个详细的生物系统模型。我们表明，我们的传感器是能够记录本地化的神经肌肉活动的激光刺激部位没有光伏或荧光伪影与替代技术。我们的工作代表了选择性诱导局部神经生物学活动的重要一步，同时使用金刚石传感器进行被动传感和成像，激发进一步研究神经活动和细胞内过程的映射。
2021-12-17 physics.app-ph physics.bio-ph physics.optics
Compact, widely tunable ultrashort burst pulse generator using four mirrors
提出一种由四个反射镜组成的紧凑型超短脉冲串发生器，实现飞秒至纳秒级脉冲时间间隔的宽调谐及脉冲数量与能量控制，克服了传统发生器的可变性与复杂性限制。
2025-01-27 physics.app-ph physics.optics
Self-pulsing dynamics in microscopic lasers with dispersive mirrors
Technical University of Denmark（丹麦技术大学）；NanoPhoton - Center for Nanophotonics（纳米光子学中心）
本研究提出将无源色散反射器集成于半导体激光器以调控动力学实现超短脉冲与稳定双模激射，采用适用于频率相关镜损耗激光器的通用模型分析稳定性，并推广Fano激光器概念，为自脉冲的镜色散调控提供灵活平台，模型可作为设计指南并解释已有文献结果。
2024-02-05 physics.optics
Low-loss flake-graphene saturable absorber mirror for laser mode-locking at sub-200-fs pulse duration
可饱和吸收体是飞秒激光器锁模的关键元件。含有石墨烯薄片的聚合物膜最近已被用于传输作为激光锁模器，但遭受高的非饱和损耗，限制了它们在低增益激光器中的应用。在这里，我们提出了一种基于纯石墨烯薄片薄膜的可饱和吸收镜。该器件用于掺铒光纤激光器的锁模，产生最先进的亚200 fs持续时间的脉冲。激光特性测试表明，该薄膜具有较低的非饱和损耗（单程13%）和较大的吸收调制深度（45%的低功率吸收）。
2011-11-25 physics.optics
Near-infrared-enhanced charge state conversion for low power optical nanoscopy with nitrogen vacancy center in diamond
从电荷态转换和受激发射两个方面对金刚石中氮空位心的近红外光泵浦物理进行了实验研究。我们发现，近红外激光可以帮助大大提高电荷态转换率，这可以应用于提高电荷态耗尽纳米显微镜的性能。利用环形可见光激光和高斯型近红外激光进行电荷态操纵，我们研制了一种低功率的NV中心电荷态耗尽纳米显微镜。空间分辨率为14 nm的实现与耗尽激光强度约三个数量级低于用于受激发射耗尽nanoscopy与NV中心。纳米显微镜具有高的空间分辨率和低的激光功率，可用于具有NV中心的纳米尺度量子传感。对电荷态转换的研究有助于进一步优化NV中心自旋态的初始化和探测。
2016-10-27 physics.optics
Laser-cut Patterned, Micrometer-thin Diamond Membranes with Coherent Color Centers for Open Microcavities
本文提出一种激光切割方法，用于从毫米级金刚石薄膜制造微米厚微器件，与传统纳米加工相比性能相当，且器件中的色心适用于量子网络。
2025-06-25 physics.optics quant-ph
Laser written mirror profiles for open-access fiber Fabry-Pérot microcavities
我们展示了激光写入的凹半球形结构上的光纤端面，作为可调开放式微腔的反射镜基板。我们实现了高达250的精细度值，并且在整个稳定性范围内几乎保持恒定的性能。这使得腔操作也接近稳定性极限，其中达到峰值品质因数$1.5\times 10^4$。与小的模式腰$2.3\; \mathrm{μm}$一起，腔实现了$C \sim 2.5$的Purcell因子，这对于需要良好的横向光学访问或反射镜的大分离的实验是有用的。激光写入的反射镜轮廓可以在形状和各种表面上产生巨大的灵活性，为微腔开辟了新的可能性。
2022-11-25 physics.optics
Demonstration of a self-pulsing photonic crystal Fano laser
当今使用的半导体激光器依赖于基于在解理面处的反射或来自周期性层堆叠的布拉格反射的反射镜。在这里，我们展示了一个超小的激光器与反射镜的基础上的Fano谐振之间的连续波导模式和离散谐振的纳米腔。Fano共振导致独特的激光特性。由于与传统激光器相比，Fano镜的带宽非常窄，因此激光器是单模的，特别是可以通过反射镜进行调制。我们表明，实验和理论上，在镜子中的非线性，甚至可以促进产生一个自我维持的训练的脉冲在千兆赫兹频率，以前只观察到宏观激光器的效果。这样的源对于集成光子学内的许多应用是感兴趣的。
2016-05-10 physics.optics
Quenching nitrogen-vacancy center photoluminescence with infrared pulsed laser
近年来，含有氮空位（NV）色心的金刚石纳米晶体已被用作近场和细胞成像的荧光探针。在这项工作中，我们报告了一个红外（IR）脉冲激发光束可以淬灭的NV色心的光致发光的钻石晶体（尺寸< 50 nm）的消光比高达~ 90%。我们将这种效应归因于金刚石基质对多光子吸收的连续加热。这种淬灭是可逆的：当IR激光束关闭时，光致发光强度回到其原始值，典型的响应时间为几百皮秒，允许快速控制NV色心光致发光。我们使用这种效应来实现荧光金刚石纳米晶体在盖玻片上的亚衍射极限成像。为此，在基态耗尽超分辨技术中，我们将绿色激发激光束与控制IR耗尽激光束在将其强度轮廓成形为甜甜圈形式之后组合，使得发射仅来自亚波长尺寸的中心部分。
2013-02-08 physics.optics
Mirror Surface Nanostructuring via Laser Direct Writing -- Characterization and Physical Origins
本文研究在介电镜上添加吸收层实现激光直写纳米结构化的方法，表征其可逆与永久成分的物理机制，为光学微腔和光子玻色-爱因斯坦凝聚实验提供新功能镜面。
2022-11-09 physics.optics
Mirror-assisted tuning of laser stabilization via self-injection locking to WGM microresonator
本文提出在高 Q WGM 微谐振器的下载端口引入可调谐耦合反射镜，以优化自注入锁定光反馈，从而提升激光频率稳定性与功率处理效率。
2023-08-14 physics.optics
Damage threshold and focusability of mid-infrared free-electron laser pulses gated by a plasma mirror with nanosecond switching pulses
闪烁型自由电子激光（FEL）的脉冲训练结构的存在导致聚焦时固体靶的立即损伤。研究表明，采用等离子体镜对中红外自由电子激光脉冲进行选通，可以显著提高激光损伤阈值。虽然我们采用的开关脉冲具有纳秒的持续时间，这并不能保证干净的波前的选通FEL脉冲，高的可聚焦性是通过观察到的光谱展宽的一个因素2.1，当我们紧紧地聚焦到Ge板上的选通FEL脉冲实验证实。
2013-10-29 physics.optics
Theoretical simulation and experimental verification of dynamic caustic manipulation using a deformable mirror for laser material processing
研究了变形镜对超快激光加工中空间光调制的影响。可变形反射镜被集成到光学装置中，该光学装置包含用于在f-θ透镜后面的焦平面中产生近线性焦点移位的附加透镜。镜面的变形可以用Zernike术语“散焦”、“像散”以及两者的组合来描述，从而导致圆柱形透镜的行为。模拟了该光学系统中镜面变形对焦平面光强分布的影响。根据模拟结果，计算了焦平面的焦散线。模拟结果进行了比较，实验使用皮秒激光器的最大脉冲能量约为60 $μ$ J。我们表明，原始光束的初始像散可以减少使用变形镜。示出了焦点偏移（$R^2 >98$ %）的高线性度和椭圆/线强度分布的产生。线强度分布用于演示薄金属箔中的狭缝钻孔应用。
2021-12-22 physics.optics
Design of a quantum diamond microscope with efficient scanning confocal readout
本文提出光片共焦量子金刚石显微镜（LC-QDM），结合光片照明与激光扫描共焦技术，利用金刚石氮空位缺陷实现高分辨率高速3D量子传感，无需薄NV层芯片，在激光功率受限场景下性能优势显著。
2025-03-01 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Optimized single-shot laser ablation of concave mirror templates on optical fibers
我们使用单次CO $_2$激光烧蚀过程在光纤尖端上实现反射镜模板。我们进行了系统的研究，脉冲功率，脉冲持续时间，和激光光斑大小的曲率半径的曲率半径，深度和直径的反射镜模板的影响。我们发现，这些几何特性可以调整到更大的程度比以前报道的，并特别观察到，复合凹凸形状可以得到。这种详细的调查应有助于进一步了解的物理CO $_2$激光烧蚀过程，并帮助改善目前的模型。我们还确定制度的烧蚀参数，导致反射镜模板具有有利的几何形状用于腔量子电动力学和光学力学。
2018-10-29 physics.optics quant-ph
Intrinsic Amplitude-Noise Suppression in Fiber Lasers Mode-locked with Nonlinear Amplifying Loop Mirrors
本文研究了具有振幅噪声抑制机制的非线性放大环镜锁模光纤激光器的稳态特性。由于正弦传输函数与波动的腔内脉冲幅度的相互作用，我们表明，这种机制可能会导致在特定的前提下，在反射和透射输出端口的相对强度噪声的可检测的差异。我们提出了系统的强度噪声测量与非线性光纤为基础的系统，复制一个单一的往返在激光腔。实验结果和模拟清楚地表明，减少腔内振幅波动高达4分贝的某些稳定状态。
2020-11-10 physics.optics
Laser-Induced Heating in Diamonds: Influence of Substrate Thermal Conductivity and Interfacial Polymer Layers
本研究系统探究了基底热导率与界面聚合物厚度对金刚石激光诱导加热的影响，发现低热导率基底和薄聚合物层显著增强局部加热，并通过仿真验证，为光学测温与量子传感的基底选择提供指导。
2025-10-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optically Pumped AlGaN Double Heterostructure Deep-UV Laser by Molecular Beam Homoepitaxy: Mirror Imperfections and Cavity Loss
我们展示了第一个光泵浦的子300 nm紫外激光结构生长的等离子体辅助分子束外延单晶体氮化铝。用AlN/AlGaN异质结制备的边发射激光器结构具有多模发射，峰值增益在~284 nm。考虑到电注入连续波深紫外AlGaN激光二极管的目标，以及实现足够光学增益的固有材料挑战，激光二极管的光学腔损耗应最小化。我们推导出一个表达式来量化的影响，包括倾斜和表面粗糙度的法布里-珀罗腔的光学镜损耗的反射镜的缺陷。结果表明，光学缺陷损耗是端面粗糙度均方根值和端面倾斜角的超线性函数，并且与主激射模式的波长平方成反比。这突出了器件工艺优化的重要性，因为法布里-珀罗腔耦合到较低的波长。
2021-09-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Photoactivation of color centers induced by laser irradiation in ion-implanted diamond
本文提出利用毫瓦级连续波激光局域辐照，在离子注入金刚石中无需热退火即可直接光激活Mg和Sn相关色心，实现单光子发射器的可控、低成本、原位可监测制备。
2024-09-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics quant-ph
Generation of high-order optical vortices using directly machined spiral phase mirrors
本文报道了利用螺旋相位镜产生高阶光学涡旋的实验结果。相位镜是通过直接加工与金刚石工具，并示出产生高品质的光学涡旋拓扑电荷范围从1到1000在532 nm的波长。直接加工技术是灵活的，并提供了高精度，大直径的螺旋相位镜，兼容高的光功率的承诺。
2011-07-06 physics.optics
Thermal noise-limited laser stabilization to an 8 mL volume Fabry-Pérot reference cavity with microfabricated mirrors
稳定于真空间隙法布里-佩罗光学参考腔的激光器显示出极低的噪声和高稳定性，线宽远小于1 Hz。这些激光器可以扩展到新的应用和无处不在的使用与紧凑，便携式腔的发展，是可制造的规模。在这里，我们展示了一个8毫升的体积法布里-珀罗腔与镜子，光刻制造的精细度接近100万。锁定到腔的激光器对于范围从1 Hz到$\approx$ 1 kHz的偏移频率表现出受腔热噪声限制的相位噪声，在1秒时具有7 $\times$ × 10 $^{-15}$的分数频率稳定性。此外，使用微加工的镜子，使我们能够扩大厘米级腔的设计空间，我们探讨了噪音的影响，推动对腔体积为2毫升或更少。
2022-03-29 physics.optics
Spectral Singularities, Threshold Gain, and Output Intensity for a Slab Laser with Mirrors
我们探讨的后果出现的线性和非线性光谱奇异性TE模式的均匀板的有源光学材料，放置在两个镜子之间。我们使用的结果与两个基本假设的行为，激光发射的平板的激光阈值条件和输出强度，这些模式，并讨论其物理意义，推导出明确的表达式。特别是，我们揭示的细节的阈值增益和输出强度上的位置和属性的镜子和增益材料的折射率的实部的依赖。
2017-10-08 physics.optics quant-ph
Relativistic-flying laser focus by a laser-produced parabolic plasma mirror
电磁场增强到强场量子电动力学的典型值的问题具有根本的重要性。最有希望的增强方案之一是基于相对论性飞镜概念，该概念表明，被飞镜反射的电磁辐射的频率将被上移4倍γ ^[2]（γ：飞镜的洛伦兹因子）。在激光-等离子体相互作用中，这种反射镜以相对论速度行进，并且通常具有抛物线形式，这有利于光增强。因此，相对论飞行抛物柱面镜以聚焦和飞行的高频电磁波的形式反射反向传播的辐射。激光焦点的相对论飞行运动使焦点的电场和磁场分布变得复杂，而描述焦点场分布的数学表达式是非常重要的。我们提出了一个理想的飞行反射镜，在整个表面和波长范围内具有完美的反射率所形成的场分布的解析表达式描述。在相对论极限下，中心波长为λ_0、有效光束半径为w_e的入射激光脉冲的峰值场强会增加一个正比于γ ^3（w_e/λ_0）的因子。在增强电磁场的基础上，研究了不变场条件下正负电子对的产生。在相对论飞行激光聚焦下的对产生率由洛伦兹γ因子和光束半径波长比（w_e/λ_0）修正。我们发现，电子-正电子对可以通过两个反向传播的相对论飞行的激光焦点在真空中碰撞产生，每个焦点是当180 TW的激光脉冲被γ = 12.2的相对论飞行的抛物柱面镜反射时形成的。
2021-11-08 physics.optics physics.plasm-ph
Off-Axis Spiral Phase Mirrors for Generating High Intensity Optical Vortices
在这项工作中，我们提出了一种新的和实用的方法来产生高功率激光系统中的光学涡旋。离轴螺旋相位镜在放大和压缩后以倾斜的入射角用于光束路径中，从而允许在几乎任何激光系统中产生高功率光学涡旋。一个离轴配置是可能的，通过修改的螺旋相位螺旋的方位角梯度，并证明了一个简单的模型，使用离散的螺旋楼梯。本研究提出了高、低功率激光系统中离轴螺旋相位镜的设计、制作和实现。
2020-01-21 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
